一種電機用無取向硅鋼的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機用無取向硅鋼的制備方法，所述無取向硅鋼適合作為發(fā)動機鐵芯，特別適用于電動汽車或混合動力汽車所使用的高頻驅動發(fā)動機。無取向硅鋼成品包含以下元素組成：C:0.01?0.02%，Si:3.50?4.50%，Ni:0.85?1.15%，Zr:0.80?1.50%，Hf:0.01?0.02%，Mn:2.20?2.50%，Sn:1.05?1.25%，Cr:2.25?2.55%，Al:0.20?0.40%，Zn:0.50?0.80%，P:0.15%以下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比。通過對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數(shù)范圍的選定，不用特意添加稀土元素，實現(xiàn)了低生產(chǎn)成本。并且，最終獲得的產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得了優(yōu)良的磁感應強度和鐵損性能，滿足了電機對于無方向性電磁鋼板產(chǎn)品的應用需求。
【專利說明】
一種電機用無取向硅鋼的制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及硅鋼材料領域，具體的說，是涉及一種電機用無取向硅鋼的制備方法。
【背景技術】
[0002]無取向電工鋼是含碳很低的硅鐵軟磁合金，是電力、電子和軍事工業(yè)不可缺少的重要軟磁合金，亦是產(chǎn)量最大的金屬功能材料，主要用作各種電機、發(fā)電機和變壓器的鐵芯。它的生產(chǎn)工藝復雜，制造技術嚴格，國外的生產(chǎn)技術都以專利形式加以保護，視為企業(yè)的生命。電工鋼板的制造技術和產(chǎn)品質量是衡量一個國家特殊鋼生產(chǎn)和科技發(fā)展水平的重要標志之一。目前我國冷乳電工鋼數(shù)量、質量、規(guī)格牌號，還不能滿足能源(電力)工業(yè)發(fā)展的需求，在生產(chǎn)技術、設備、管理及科研等方面與日本相比，存在較大差距。
[0003]無取向硅鋼是在旋轉磁場中工作的電動機和發(fā)電機轉子的鐵芯材料，要求良好的磁性能和工藝性能。近年來，隨著電機高速化和小型化的發(fā)展，對無取向娃鋼的性能要求提出了更高的要求，如在高頻下具有低鐵損和高磁感強度等。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種無方向性電磁鋼板，其適合作為發(fā)動機鐵芯，特別適用于電動汽車或混合動力汽車所使用的高頻驅動發(fā)動機，可實現(xiàn)提供低生產(chǎn)成本且在更寬幅的頻率下磁感應強度和鐵損優(yōu)良的無方向性電磁鋼板。
[0005]本發(fā)明提供了一種電機用無取向硅鋼的制備方法，其中，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C:0.01-0.02%，S1:3.50-4.50%，N1:0.85-1.15%, Zr: 0.80-1.50%, Hf:0.01-0.02%,Mn:2.20-2.50%,Sn:1.05-1.25%,Cr:2.25-2.55%,Al:0.20-0.40%,Zn:0.50-0.80%，？:0.15%以下，3:0.01%以下小:0.01%以下，余量為?6，上述百分比為質量百分比；其中，Al和Mn元素含量之和滿足2.5%〈 {[Al ] + [Mn]}〈2.7%;所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的75?85% ；所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為60-100μπι ；所述制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟。
[0006]所述熱乳步驟為:加熱到1000-1100 °C進行熱乳，然后以20?30 °C /s的速度降溫，在500~580°C進行卷取。
[0007]所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到820?860°C，加熱速率為10?15°C/s，進行中間退火。
[0008]所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80?85 %壓下率的冷乳。
[0009]所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到900-950°C進行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440°C，保溫3?5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。
[0010]所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損Pu/50小于2.70W/kg。
[0011]優(yōu)選地，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01%，S1: 3.50%，N1: 0.95%，Zr: 1.20%, Hf: 0.01%,Mn: 2.30%，Sn:1.15%, Cr: 2.35%,Al: 0.25%，Zn: 0.50%，P: 0.15%以下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:通過無取向硅鋼元素組成成分的選擇，不用特意添加稀土元素，熱處理步驟簡單易操作，實現(xiàn)了低生產(chǎn)成本。并且，最終獲得的產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得了優(yōu)良的磁感應強度和鐵損性能，滿足了電機對于無方向性電磁鋼板產(chǎn)品的應用需求。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例和對比例對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0014]實施例1:
C:0.01%，S1:3.50%,N1:0.95%,Zr:1.20%,Hf:0.01%,Mn:2.30%，Sn:1.15%，Cr:2.35%，八1:0.25%，211:0.50%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的75%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為60μπι。加熱到1000°C進行熱乳，然后以20°C/s的速度降溫，在500°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8200C，加熱速率為10°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到900°C進行最終退火lh，然后快速降溫至300°C，保溫3分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0015]實施例2:
C:0.02%，S1:4.50%,N1:0.85%,Zr:1.00%,Hf:0.02%,Mn:2.20%，Sn:1.05%,Cr:2.25%，八1:0.40%，211:0.80%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80μπι。加熱到1100°C進行熱乳，然后以30°C/s的速度降溫，在580°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8400C，加熱速率為12°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行85%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到950°C進行最終退火lh，然后快速降溫至400°C，保溫5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0016]實施例3:
C:0.01%，S1:3.80%,N1:1.15%,Zr:1.50%,Hf:0.01%,Mn:2.50%，Sn:1.25%,Cr:2.55%，八1:0.35%，211:0.70%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的80%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為ΙΟΟμπι。加熱到1050°C進行熱乳，然后以25°C/s的速度降溫，在560°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8600C，加熱速率為15°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到900°C進行最終退火lh，然后快速降溫至440°C，保溫4分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感應強度B50為1.80T以上、鐵損P1.5/5Q小于2.70W/
kg ο
[0017]對比例1:
將其他元素成分或含量的無取向硅鋼，采用同樣的工藝步驟制備后，所得到的無取向硅鋼成品的磁感B50很難達到1.70T以上、鐵損P1W5q大于3.20W/kg。
[0018]對比例2: 將元素成分和含量與實施例1相同的無取向硅鋼，采用其他燒結方式或工藝參數(shù)制備時，其所得到的無取向硅鋼產(chǎn)品的鐵損P1.5/50大于4.50ff/kg。
[0019]由實施例1-3和對比例I和2可以看出，本發(fā)明對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數(shù)范圍的選定，是本申請實現(xiàn)低成本生產(chǎn)，且使最終產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得優(yōu)良的磁性能，滿足了電機應用需求的關鍵。
[0020]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種電機用無取向硅鋼的制備方法，其特征在于:其中，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C:0.01-0.02%，S1:3.50-4.50%，N1:0.85-1.15%，Zr:0.80-1.50%，Hf:0.01-.0.02%，Mn:2.20-2.50%，Sn:1.05-1.25%,Cr:2.25-2.55%，Al:0.20-0.40%，Zn:0.50-0.80%，P:0.15%以下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比；其中，Al和Mn元素含量之和滿足2.5%< {[Al ] + [Mn]}〈2.7%;所述無取向娃鋼成品的再結晶組織占總體的75?85% ；所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為60-1 ΟΟμπι ；所述制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述熱乳步驟為:加熱到1000-11000C進行熱乳，然后以20~30°C/s的速度降溫，在500?580°C進行卷取。3.根據(jù)權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到820?860 °C，加熱速率為1?15 °C /s，進行中間退火。4.根據(jù)權利要求1所述的電機用無取向硅鋼，其特征在于:所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80?85%壓下率的冷乳。5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到900-950°C進行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440°C，保溫3~5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。6.根據(jù)權利要求1至5所述的制備，其特征在于:所述無取向硅鋼成品的磁感B50為.1.80T以上、鐵損P1.5/5Q小于2.70ff/kgο7.根據(jù)權利要求1至7所述的制備方法，其特征在于:所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:(::0.01%，51:3.50%，祖:0.95%，2『:1.20%，財:0.01%，]\111:2.30%，511:1.15%，Cr:.2.35%41:0.25%，211:0.50%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。
【文檔編號】C22C38/02GK105908073SQ201610346651
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉和來
【申請人】劉和來